Ultrakapacitory Skeletonu. Kredit: Skeleton Technologies.

Baterie jsou stále jedním ze zásadních omezení ve vývoji nových technologií v mnoha odvětvích. Intenzivní úsilí řady výzkumných týmů ale již začíná nést plody. Estonská společnost Skeleton Technologies nedávno spojila síly s německým institutem Karlsruhe Institute of Technology (KIT), aby dotáhli vývoj převratné grafenové superbaterie, kterou bude možné nabít za 15 sekund.

Skeleton Technologies, logo.

SuperBattery je hybridní technologie s grafenovou konstrukcí, která kombinuje konvenční lithium iontové baterie s ultrakapacitorovými články Skeletonu. Obě komponenty přitom fungují v souhře a využívají své přednosti. Lithium-iontové baterie poskytují vysokou hustotu uložené energie, ale zároveň se relativně pomalu vybíjejí i nabíjejí. Proto tak dlouho trvá, než se elektromobily nebo třeba drony s baterií opět nabijí. Velmi to brzdí další vývoj a šíření těchto zařízení.

Ultrakapacitory či superkapacitory nebo superkondenzátory fungují na jiném principu než „chemické“ lithium-iontové baterie. Ukládají energii prostřednictvím statického elektrického náboje. Díky tomu se vybíjejí a nabíjejí velmi rychle – a vydrží jim to tisíce cyklů, aniž by došlo poklesu jejich parametrů. Jejich hustota ukládané energie je ale, mírně řečeno, nepříliš uspokojivá. Pro uložení stejného množství energie by bylo nutné použít mnohem větší superkapacitory nežli lithium-iontové baterie.

Karlsruhe Institute of Technology, logo.

Zajímavým řešením tohoto trade-offu je použít hybridní systém. Lithiová komponenta takového systému zajistí dlouhodobé uložení velkého množství energie. Ultrakapacitorová komponenta zase rychlé vybíjení a nabíjení, a také fungování ve velmi širokém rozmezí teplot. Podobné hybridní technologie se teď začínají objevovat v plánech předních výrobců elektromobilů. Americká Tesla nedávno koupila výrobce ultrakapacitorů Maxwell Technologies. Podle všeho počítají s hybridními bateriemi v elektromobilech Tesla.

Klíčovým prvkem superbaterie je podle Skeletonu jejich patentovaný uhlíkový materiál Curved Graphene. Jeho použití umožňuje vysoký výkon ultrakapacitorů. Tento materiál vyvinul Skeleton za podpory programu EIT InnoEnergy, který je součástí European Institute of Innovation & Technology. Podle vyjádření vedení institute KIT je jejich spolupráce se Skeletonem velmi slibná. Počítají s tím, že baterie SupperBattery dotáhnou až do komerční podoby. Tato technologie by měla změnit pravidla hry v automobilovém průmyslu. Velcí hráči v tomto oboru si jich už všimli a vývoj SuperBattery ostře sledují.

Video: Skeleton Technologies' energy-saving ultracapacitor solutions for port cranes

https://www.youtube.com/watch?v=yohpH09zkAY

Literatura

Skeleton Technologies 8. 9. 2020.